基于区块链技术的互联网信息安全创新实践研究

刘中原 杭州职业技术学院 信息工程学院

1 引言

随着技术的不断发展，信息传递方式不断发展，同时，价值方式也在不断发展。互联网使整个通信网络实现了信息的高效传递，但是却缺乏有效保护信息安全的内在机制，人们还无法点对点地传递带有所有权的信息，在网络上拷贝、传播甚至篡改一条信息的成本几乎为零。互联网这个全球范围的高速稳定的信息传输网络，必然会要求一个与之匹配的高效可靠的价值传输系统，实现去中心化的价值信息交换方式。区块链就是在这样的背景下诞生的，它为数字世界里的价值承载和转移，提供了一种基于密码学、分布式系统和点对点网络通信的解决方案，改变了传统的寄希望于中心服务中介的信任方式，仅仅依靠经过数学论证可靠的签名算法，就能解决信用和安全问题。区块链的诞生并不是偶然，而是科技发展和人们对计算机系统的要求不断提高的必然产物。

2 研究内容

在中心化应用里而，管理员会帮助用户保护私密信息，但也存在监守内盗。传统的信息云存储服务一般是非自治的、信息未经加密的，节点数量和空间都很有限，且可靠性无法保证。本文就是以这样的需求为设计目标，研究区块链的技术细节及实现方法，利用区块链技术设计一款加密信息备份系统，帮助用户备份自己的私密信息。本系统能通过具有同样需求的用户自行参与维护，贡献自己的存储空间，互相协作存储这些重要的文本信息，这些信息将遍布全网用户节点，每个节点都具有完整的数据备份，本系统通过密码学原理，防止被其他用户窥视和篡改，在技术上解决该系统安全可信的问题；这些信息的操作记录是可追溯的，方便用户查看历史记录。

2.1 加密信息备份系统

2.1.1 系统概要设计研究

该系统主要包含以下模块：P2P网络模块，事务模块，区块模块，用户模块，共识机制模块和加密信息管理模块。P2P网络模块包含节点创建、网络连接；交易模块主要包括交易的产生和交易信息的扩展；区块模块主要包含区块的创建、区块的验证和同步；用户系统模块包括用户注册登录和用户公钥和私钥的管理；共识机制模块主要包含奖励周期和委托周期；加密信息管理模块包含用户文本基本管理、文本加解密过程和文本信息发送功能。

2.1.2 系统功能流程设计

该系统对普通用户可见的功能非常简单。用户在完成注册和登录后，主要完成一些常规的信息添加、编辑、删除等管理工作和信息发送操作。系统底层会为用户的不 操作，产生相应的交易数据，交易的确认和打包，区块数椐的创建和M步，以及交易的扩展功能等。功能性交易在验证了合法性以后，在各自节点完成相应操作。

2.1.3 系统部署本研究

在系统开发完成后，配置一台满足运行要求的服务器作为初始节点，然后通过用户创建的节点连接初始节点或其他用户节点，在完成P2P网络连接并基本上形成多节点网络之后，初始节点与普通节点相同。可以随时删除，不再影响整个系统的正常运行。如此，就留下完全由用户自己组建的区块链网络，每个节点保留一份数据备份，每个数据备份都记录了当前在线的节点信息。

2.2 系统测试

该系统测试部分主要验证 P2P网络是否通畅、用户的注册和登录是否成功、签名和验证是否成功、数据同步是否及时和准确、文本信息的加解密是否成功、DPoS是否运行正常等。由于Node.js技术的响应速度和处理速度都比较快，该系统除了I/O消耗率被硬件配置限定，并可以在算法上优化以外，系统性能上的瓶颈不多。

3 结论

本系统是区块链技术的研究和应用创新，具有重要的研究价值和应用价值。设计了基于区块链的加密信息备份系统，利用Nodejs技术完成了系统的开发和测试。通过设计基于P2P网络的分布式数据存储策略，用户备份的文本信息不会丢失；基于椭圆曲线序列算法的签名验证技术用于实现信息的所有权认证；安全加密和解密技术确保用户信息的安全性；建立有效的共识机制，确保系统正常运行。该系统如果在一定数量的用户中使用起来，将构建一个非常安全可靠的区块链网络，帮助用户在互联网范围内分布式备份加密的文本信息。